Wykorzystanie grysów bazaltowych w technologii powierzchniowego utrwalenia nawierzchni drogowych
Powierzchniowe utrwalenie (PU) to zabieg utrzymaniowy, dedykowany w głównej mierze dla odcinków drogowych charakteryzujących się ruchem lekkim i średnim. Jego naczelnym zadaniem jest wykonanie warstwy uszczelniającej istniejącą warstwę ścieralną, co ma ograniczyć jej degradację i przywrócić jej odpowiednie parametry jezdne. Co bardzo ciekawe, korzenie tej technologii sięgają lat czterdziestych XIX wieku. Prawdziwy, dynamiczny skok jakościowy i technologiczny nastąpił w tym obszarze jednak w latach dwudziestych XX wieku, kiedy upowszechniło się stosowanie technologii asfaltowych.
Złotą zasadą inżynieryjną, definiującą prawidłowo wykonany zabieg PU, jest uformowanie odpowiedniej grubości filmu asfaltowego, tak aby pojedyncze ziarna użytego kruszywa zagłębiły się w powłoce lepiszcza na około 1/3 swojej wysokości. Wymaga to wyjątkowej precyzji w procesie doboru wykorzystywanych materiałów, a jednym z nich jest grys bazaltowy.
Zasada technologii powierzchniowego utrwalenia
Technologia PU opiera się na idealnej współpracy dwóch bazowych komponentów: kruszywa oraz lepiszcza. Warunkiem bezwzględnym jest zaistnienie między nimi właściwego powinowactwa, czyli siły przyciągania (adhezji), która trwale spoi ze sobą oba materiały.
Nie używa się tutaj zwykłych, przypadkowych kruszyw. Technologia narzuca stosowanie całkowicie przekruszonych i idealnie wypłukanych grysów. Pozyskuje się je ze skał magmowych lub przeobrażonych, z których najpopularniejszymi surowcami jest m.in. bazalt. Rozmiar stosowanych frakcji dobiera się w zależności od rodzaju stosowanego zabiegu: do pojedynczego utrwalenia na ogół stosowana jest frakcja 2/5 mm. Większe ziarna o rozmiarze 5/8 mm używane są najczęściej do utrwaleń podwójnych i specjalistycznego wariantu „sandwich”. Z kolei grube kruszywa 8/11 mm wykorzystuje się znacznie rzadziej, dedykując je przeważnie zabiegom potrójnym. Każdy z tych materiałów musi surowo spełniać wyśrubowane normy i specyfikacje techniczne (WT-2 2014), które określają m.in. odporność materiału na polerowanie (wskaźnik PSV) oraz rozdrabnianie (LA). Rolę lepiszcza pełni specjalistyczna, kationowa emulsja asfaltowa. Charakteryzuje się ona wysoką, 65% lub 69% zawartością czystego asfaltu drogowego. Zgodnie z oficjalnymi wytycznymi technicznymi (WT-3 2009) dopuszcza się do użytku kilka rodzajów tej emulsji, w tym warianty: C 65 B 3 PU/RC, C 65 BP 3 PU/RC, C 69 B 3 PU oraz C 69 BP 3 PU. Eksperci najchętniej sięgają jednak po nowoczesne emulsje modyfikowane polimerami (np. typu SBR), ponieważ ich użycie niezwykle silnie przekłada się na podniesienie wieloletniej trwałości całej nawierzchni.
Jak wygląda proces wykonywania PU?
Powierzchniowe utrwalenie to bezwzględnie technologia sezonowa. W realiach polskich prace z nią związane realizowane są zazwyczaj od maja do września. Wiąże się to z faktem, że bezpieczny i prawidłowy proces rozpadu emulsji, by ta mogła związać z kruszywem, wymaga warunków atmosferycznych, które charakteryzują się temp. nie niższą niż 18-20°C i brakiem opadów. Zanim droga zostanie zakwalifikowana do remontu tą metodą, badana jest trwałość istniejącej konstrukcji, ponieważ zabieg PU nie podnosi jej nośności.
Proces rozkładania wygląda następująco:
- Przygotowanie: operację rozpoczyna mechaniczne oczyszczenie starej jezdni szczotkami, gdyż idealna czystość podłoża to kluczowy warunek poprawności całego procesu aplikacyjnego.
- Skrapianie i posypywanie: po oczyszczeniu na trasę wyjeżdża skrapiarka równomiernie dawkująca emulsję, po czym następuje proces rozłożenia równej warstwy grysów. Bardzo często do tych celów używa się dziś potężnych „kombajnów drogowych”, które płynnie wykonują obie te czynności jednocześnie.
- Wałowanie: zwieńczeniem działań jest przejazd wielotonowego walca ogumionego. To on odpowiada za bezpieczne wepchnięcie ziaren kruszywa w emulsję i uformowanie ostatecznej, odpornej na ścieranie mozaiki.
Po wałowaniu, świeżo odnowiony odcinek wyłączany jest z ruchu tylko na okres od 1-2 h godzin (zależnie od panującej pogody). Po wznowieniu ruchu przez krótki czas obowiązuje ograniczenie prędkości, zazwyczaj do 40 km/h, a po upływie ok. 2 tygodni wyspecjalizowany „odkurzacz” usuwa bezpiecznie luźne ziarna kruszywa.
Rozwiązania skrojone na miarę – rodzaje PU
Technologia ta – bazując na przepisach i normie PN-EN 12271 – charakteryzuje się wieloma, ściśle celowanymi wariantami, które dobiera się bezpośrednio do stanu drogi i natężenia przejazdów. Wyróżnia się m.in.:
Pojedyncze powierzchniowe utrwalenie: zabieg polegający na pojedynczym skropieniu drogi emulsją i rozsypaniu jednej warstwy kruszywa, stosowany do szybkiej regeneracji istniejącej nawierzchni.
Pojedyncze PU z podwójnym zasypaniem: jednorazowe skropienie lepiszczem, na które układane są jedna po drugiej dwie warstwy kruszywa, w dwóch różnych uziarnieniach.
Podwójne powierzchniowe utrwalenie: rozwinięcie zabiegu o naprzemienne, dwukrotne skropienie pasa drogi emulsją oraz kruszywem (często frakcji 5/8 mm).
Utrwalenie typu sandwicz (sandwich): ciekawa odmiana technologiczna, w której na drogę w pierwszej kolejności układa się luzem grubszą warstwę kruszywa, potem skrapia się całość lepiszczem, by ostatecznie przykryć to drugą, drobną powłoką kruszywa.
Odwrócone powierzchniowe utrwalenie: szczególna odmiana zabiegu podwójnego. Jest ona rekomendowana szczególnie dla nawierzchni, na których pojawiły się groźne spękania odbite, wymagające specjalistycznego podejścia.
Zalety stosowania zabiegu powierzchniowego utrwalenia
Korzyści płynące ze stosowania grysów bazaltowych w opisywanej technologii są gigantyczne, nie tylko z perspektywy finansowej drogowców, ale z racji potężnego wzrostu bezpieczeństwa samych kierowców:
- Obniżenie kosztów utrzymania drogi: ułożona na nowo szczelna warstwa PU zapobiega wnikaniu wody w konstrukcję nawierzchni. Dzięki temu chroni ona jezdnię przed wpływem warunków atmosferycznych, drastycznie ograniczając późniejsze, wielomilionowe remonty. To relatywnie prosta metoda generująca fantastyczny stosunek poczynionych nakładów do uzyskanego wydłużenia czasu eksploatacji.
- Radykalna poprawa przyczepności (bezpieczeństwo użytkowników): zabieg uszorstnia powierzchnię „starej” warstwy ścieralnej. Zwiększenie i poprawa współczynnika tarcia ułatwiają hamowanie, a ostra, szorstka mozaika redukuje i ogranicza zjawisko tak zwanego aquaplaningu (poślizgu na zgromadzonej warstwie wody). Oprócz tych niezwykle ważnych cech zmodernizowany odcinek posiada poprawioną, zbadaną jednorodność wizualną swej powierzchni ścieralnej.
Nowoczesne, prawidłowo ułożone powierzchniowe utrwalenie to twardy dowód, że by przedłużyć cykl życia dzisiejszej infrastruktury na wiele lat, nie trzeba realizować żmudnych robót prowadzących do wymiany całych warstw masy bitumicznej. Oszczędna, inteligentna inżynieria oraz właściwe wykorzystanie technologii utrzymaniowych potrafią w rewelacyjny sposób chronić nasze portfele i co ważniejsze – nasze życie za kierownicą.
Pozostałe artykuły w tej kategorii
Najnowsze artykuły
